用ATL建立轻量级的COM对象(3)

第一部分:为什么要使用ATL。

第二部分:起步篇。

实现IUnknown

用纯粹的C++实现IUnknown相对来说比较简单。IUnknown实现之间的主要差别重点在于QueryInterface中将给出哪些接口。请看下列接口定义：

interface IMessageSource : IUnknown {
　 HRESULT GetNextMessage([out] OLECHAR **ppwsz);
}
interface IPager : IUnknown {
　 HRESULT SendMessage([in] const OLECHAR *pwsz);
}
interface IPager2 : IPager {
　 HRESULT SendUrgentMessage(void);
}这些C++类定义实现了三个接口：

class CPager : public IMessageSource, public IPager2 {
　 LONG m_dwRef;
public:
　 CPager(void) :　　
　　m_dwRef(0) {}
　 virtual ~CPager(void) {}
　 STDMETHODIMP
　 QueryInterface(REFIID,　
　　　　　　　　　void**);
　 STDMETHODIMP_(ULONG)
　 AddRef(void);
　 STDMETHODIMP_(ULONG)
　 Release(void);
　 STDMETHODIMP GetNextMessage(OLECHAR **ppwsz);
　 STDMETHODIMP SendMessage(const COLECHAR * pwsz);
　 STDMETHODIMP SendUrgentMessage(void);
};　 如果在堆中创建对象（也就是说用new操作符在内部创建）并且只用单线程公寓（STA）模式运行，下面是合理的AddRef 和Release实现：

STDMETHODIMP_(ULONG) CPager::AddRef() {
　 return ++m_dwRef;
}
STDMETHODIMP_(ULONG) CPager::Release(){
　 ULONG result = -m_dwRef;
　 if (result == 0)
　　 delete this;
　 return result;
}　　如果输出的对象是以多线程公寓（MTA）模式运行，则++和--操作符就必须用Win32的原子增量和减量（Increment/Decrement）例程调用来代替：

STDMETHODIMP_(ULONG) CPager::AddRef() {
　 return InterlockedIncrement(&m_dwRef);
}
STDMETHODIMP_(ULONG) CPager::Release(){
　 ULONG result = InterlockedDecrement(&m_dwRef);
　 if (result == 0)
　　 delete this;
　 return result;
}无论哪一种线程模式，下面的QueryInterface实现都是正确的：

STDMETHODIMP CPager::QueryInterface(REFIID riid, void **ppv) {
　 if (riid == IID_IUnknown)
　　 *ppv = (IMessageSource*)this;
　 else if (riid == IID_IMessageSource)
　　 *ppv = (IMessageSource*)this;
　 else if (riid == IID_IPager)
　　 *ppv = (IPager*)this;
　 else if (riid == IID_IPager2)
　　 *ppv = (IPager2*)this;
　 else
　　 return (*ppv = 0), E_NOINTERFACE;
　 ((IUnknown*)*ppv)->AddRef();
　 return S_OK;
}QueryInterface的最后四行代码对所有的对象都一样。其余的部分则根据这个对象类型层次上的类不同而有所不同。

如果IUnknown的实现能形成规律，那么ATL便可以提供一种机制将这些具有共性的程序语句从代码中提取出来。实际上ATL做到了这一点，方法是通过提供灵活和可扩展的类层次，使得开发人员只要正确地说明所使用的类集，就可确定线程，服务器锁定和对象生命期行为。

如果看一看ATL实现的IUnknown类层次，你碰到的第一个参数化行为就是线程。ATL允许你构造被优化的对象和服务器，在相互转换STA和MTA的用法时，不用修改源代码。缺省情况下，ATL工程构造的是安全的MTA（MTA-safe）对象，除了要具备构造单STA对象所需的一切外，还需要附加代码和状态管理。通过定义适当的预处理指令，你能改变缺省的线程行为，从而支持单STA或多个基于STA的工程。

使用如下这个指令： /D _ATL_SINGLE_THREADED来编译工程可以改变服务器缺省的线程模型，让它只支持一个基于STA的线程。它适合于进程外的且不创建自拥有线程的基于STA的服务器情况，当你用这个选项时，所有对ATL全局状态的存取将都是不加锁的，并发的。尽管此选项似乎很有效，但它实质上限制了ATL服务器只能是一个单线程的。

使用如下这个指令： /D _ATL_APARTMENT_THREADED来编译工程可以改变服务器缺省的线程模型支持多个基于STA的线程。它适合于建立注册表项ThreadingModel=Apartment的进程内服务器。如果要创建基于STA的进程外服务器且还要建立附加的基于STA的线程，那么这个指令也是必须的。使用这个选项导致ATL用能安全存取线程的临界区来保护它的全局状态。

使用如下这个指令： /D _ATL_FREE_THREADED可以创建与任何线程环境兼容的服务器。也就是说ATL的全局状态将在临界区中被锁定，并且每个对象将拥有它自己的私有临界区来保护它的实例状态。如果没有定义这些指令，则ATL头文件假设为使用_ATL_FREE_THREADED。

为了在ATL中正确使用线程，必须理解ATL的线程模型概念。ATL定义了三种线程模型类来实现线程安全行为所需的少数内联操作。每一种线程模型都输出两个静态函数，Increment 和Decrement。它们都有一个长整指针参数，并且对指定的线程模型实现最快的，合法的增减操作。每一种线程模型都输出两个嵌套类型定义（typedefs），即AutoCriticalSection 和CriticalSection，它们要么打包Win32的CRITICAL_SECTION，要么就是出于兼容性考虑的空类，没有实际实现。记住，所用临界区实际使用的实际类型依赖于特定的线程模型。

ATL实现的三种线程模型分别是CComMultiThreadModel，CComSingleThreadModel和 CComMultiThreadModelNoCS。CComMultiThreadModel使用InterlockedIncrement/InterlockedDecrement和实的CRITICAL_SECTIONS。CComSingleThreadModel使用更有效的++和-操作符及虚的CRITICAL_SECTIONS。

混合的CComMultiThreadModelNoCS除了使用虚的CRITICAL_SECTIONS外，还有InterlockedIncrement/InterlockedDecrement。第三种模型对于存在于MTAs中，但不需要任何数据成员的锁定的对象很有用。

ATL提供了两个类型定义，CComObjectThreadModel 和 CComGlobalsThreadModel，通过条件编译来保证对象和全局变量各自的效率及行为安全。依据所定义的三种预编译指令之一，每一类型名对应着以上描述的三种线程模型类之一。下表说明了这种对应关系，它依赖于ATL所使用的预处理指令。

只要给定了上述的线程模型类型层次，你就能将相应的参数化线程行为添加到任何COM类。请看下列代码：

如果前面的代码是用_ATL_APARTMENT_THREADED 或者 _ATL_SINGLE_ THREADED选项编译的，则m_critsee数据成员将为空，Lock和Unlock内联例程将变成虚操作，并且AddRef和Release方法将使用++和--操作符。如果这个对象是一个ActiveX控件且其线程模型为Apartment （ThreadingModel=Apartment）的进程内服务器，则这将是小而快的代码。

有时构造以MTA模式（即它的AddRef和Release必须是线程安全的）运行，但不需要附加锁定的对象很有用。对于这种类型的对象，混合型的CComMultiThreadModelNoCS很适合。

通过将类的类型定义从： typedef CComObjectThreadModel _ThreadModel;细化到 typedef CComMultiThreadModelNoCS _ThreadModel;那么针对每一个对象，你不必付出CRITICAL_SECTION的开销（CComAutoCriticalSection 会映射到 CComFakeCriticalSection）就可以得到线程安全的AddRef和Release（将Increment 和 Decrement方法映射到InterlockedIncrement和InterlockedDecrement）。（待续）